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新能源商用车寒区推广任重道近

2019-12-09 03:14:02来源:励志吧0次阅读

“当气温降到-5℃时,新能源汽车的续驶里程损失就已达30%。”

“在东北,每到冬季,公交集团的员工每天凌晨4时就要开始对新能源公交车进行预热,一个多小时后车辆才能启动。”

“2014年至2015年,哈尔滨市的新能源汽车推广数量还不到1000辆。”

以上这些数据与事例真实反映了我国新能源汽车在寒冷地区推广遇到的问题。为解决这些问题,在我国最北端的省会城市哈尔滨,最近举办了一个以“聚 焦新能源汽车耐候性,加快寒地新能源汽车发展”为主题的寒区新能源汽车推广应用论坛。此论坛由中国汽车工程学会与哈尔滨市共同主办。各位参会嘉宾对新 能源汽车在寒冷环境下的应用进行了深入探讨。

整车和电池都“怕冷”

在我国,新能源汽车乘着国家政策鼓励的东风得到快速发展,但在寒冷地区的推广情况却不甚乐观,主要是因为低气温给新能源汽车的运行带来很多困难。

据参会专家介绍,新能源汽车在寒区运行,常常遇到冰雪湿滑路面,为保障行车安全,需配备雪地胎增强附着力。由于轮胎滚阻系数升高,行驶阻力增大,能量损耗随之加大,造成电动汽车续驶里程下降。此外,低气温会导致整车传动效率下降,这也会增加电动汽车的能量消耗。

北汽新能源副总经理、工程研究院院长王可峰告诉记者,新能源汽车在寒冷环境下运行的困难还远不止这些。他说,采暖制热、除雾除霜都会增加车辆能 耗。“如果要保证除霜的质量,大概就需要3.5kW到4kW的功率。一辆新能源汽车在-20℃的环境中以33km/h的速度行驶,仅除霜就要消耗10kW 以上的功率,再加上采暖,用于维持车内相对舒适状态而损耗的能量,就快赶上车辆行驶耗费的能量了。”他补充说,新能源公交车大面积的玻璃窗、金属材料车身 等基础设备,在寒冷条件下都有散热快的特点,进一步导致车体热量散失。

关于电池方面的问题,中国工程院院士杨裕生告诉记者,动力电池最低放电温度在-20℃左右,且放电功率、放电能量在寒冷温度时显著下降。温度降 低导致电池放电功率、放电能量明显恶化,续驶里程下降。我国北方地区冬季温度普遍低于0℃,极寒地区更低于-30℃,电动汽车普遍存在无法启动的问题。

低温环境中直流充电时间大于90分钟,而常温下只需30分钟,充电时间延长。在低温条件下充电易导致动力电池负极出现不可逆的微观塌陷,造成电池永久性损坏。因此,低温环境中快充是绝对禁止的。

综合来说,寒冷温度下,由于电池性能变差、空调开启增加能耗等原因,续驶里程有明显损耗,较温暖时降低约30%~50%。

围绕问题提出解决思路

对如何提升寒冷环境下新能源车辆性能的问题,多位业界专家表达了自己的意见。综合来说,需同时考虑整车和动力电池两个方面的性能。

针对低温环境的整车设计开发,要注意保温隔热、抑制能量散失,比如,采用传热系数低的新型材料如碳纤维、陶瓷纤维棉,加强整车密封保温设计等。 还要降低能耗、提升热利用率,比如采用轻量化技术、降低整备质量,改良变速器设计、提高传动效率,优化车身造型和轮胎设计降低行驶阻力等。

新能源汽车的进步与电池技术的进步紧密相关。我国开始研发、生产电动汽车的时候,使用的是铅酸电池,中间经过了镍氢电池,目前普遍使用的是磷酸 铁锂电池,现在又逐渐推广使用三元锂电池。对于电池的技术水平,我国提出了2020年的目标,即希望电池单体能量密度能够达到350Wh/kg。“如果这 个目标能够实现的话,我国新能源汽车的性能将取得很大的突破。”王秉刚说。

对于寒冷环境下动力电池性能提升的措施有,单体电芯改良和电池模组设计优化两方面。王可峰告诉记者,目前,低温性能表现相对优异的电极材料为三 元正极、钛酸锂负极,通过开发适于低温条件材料工艺的电芯可以提升电池低温性能。另外,采用动力电池模组加热片方案,可使电池低温充电性能得到明显提升。 对电池采取加热与充电同时进行的策略,电池温升速率大于10℃/h,充电效果改善明显。

“随着科技的进步,未来可以实现在寒冷季节,用户使用车辆之前,提前2小时用手机操作预加热车辆。预加热车辆消耗的电量来自于充电桩而不是电 池,所以可以有效提高车辆的续驶里程。”王可峰补充说,“对电池包进行预加热可优化充电速度,之后使用空调时,也可减少采暖对电池电能的损耗。”

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